題目:serialize and deserialize

要求:

設計一個演算法，並編寫程式碼來序列化和反序列化二叉樹。將樹寫入一個檔案被稱為“序列化”，讀取檔案後重建同樣的二叉樹被稱為“反序列化”。
如何反序列化或序列化二叉樹是沒有限制的，你只需要確保可以將二叉樹序列化為一個字串，並且可以將字串反序列化為原來的樹結構。

樣例:

給出一個測試資料樣例， 二叉樹{3,9,20,#,#,15,7}，表示如下的樹結構：

  3
 / \
9  20
  /  \
 15   7

輸入{1,#,2}
輸出{1,#,2}

演算法要求:

無

解題思路:

需要了解什麼是二叉樹，其序列化和反序列化是什麼。這道題的序列化和反序列化都是用先序遍歷來進行的。首先，我們需要解析字串，提取出有用的部分，存在vector
 
容器中，再利用create函式進行遞迴建立二叉樹。
本題的難點在於，解析字串和輸出字串的處理。

演算法如下:

public:
    string serialize(TreeNode *root) {//反序列化
        stringstream data;
        data << "{";
        data << serialize2(root);
        data << "}";
        string temp = data.str();
        string::iterator itStr;
        itStr = temp.end();
        itStr-=2
 
;
        //去除結尾多餘的,和#
        while (itStr != temp.begin()) {
            if (*itStr == '#') {
                temp.erase(itStr);
            } else if (*itStr == ',') {
                temp.erase(itStr);
            } else {
                break;
            }
            itStr--;
        }
        return
 
 temp;
    }

    TreeNode *deserialize(string data) {//序列化
        if (data.size() == 2) {
            return NULL;
        }
        int start = data.find('{', 0);
        int end = data.find(',', 0);
        nums.clear();//清空容器
        string tempStr = data.substr(start + 1, end - start - 1);
        //如果沒有找到,相當於到了最後一個數，(start + 1)為數字位置，（data.size()- start - 2）為數字長度
        if (end == -1) {
            tempStr = data.substr(start + 1, data.size()- start - 2);
        } else {
            tempStr = data.substr(start + 1, end - start - 1);
        }
        nums.push_back(tempStr);
        while (end != -1) {
            start = end;
            end = data.find(',', start+1);
            //如果沒有找到,相當於到了最後一個數，(start + 1)為數字位置，（data.size()- start - 2）為數字長度
            if (end == -1) {
                tempStr = data.substr(start + 1, data.size()- start - 2);
            } else {
                tempStr = data.substr(start + 1, end - start - 1);
            }
            nums.push_back(tempStr);
        }
        it = nums.begin();
        TreeNode *root = creat(root);
        return root;
    }

private:
    vector<string> nums;
    vector<string>::iterator it;
    string serialize2(TreeNode *root) {//遞迴先序遍歷，並返回字串
        // write your code here
        stringstream data;//此為字串流，用法語cout,cin相似，集二者為一體,在這裡用是為了方便操作
        if (root == NULL) {
            data << "#,";
            return data.str();
        }
        data << root->val << ',';
        data << serialize2(root->left);
        data << serialize2(root->right);
        return data.str();
    }

    int stoi(string str) {//字串轉化為整型
        int num;
        stringstream ss;//此為字串流，用法語cout,cin相似，集二者為一體，在這裡用是為了整型轉換
        ss << *it;
        ss >> num;
        return num;
    }

    TreeNode *creat(TreeNode *bt) {//先序遍歷，遞迴建立
        if (it == nums.end()) {//因為序列化需要將多餘的#省略，所以如果字串結束，那麼代表後面全是空結點。
            return NULL;
        }
        if (*it == "#") {
            it++;
            return NULL;
        } else {
            bt = new TreeNode(stoi(*it));
            it++;
            bt->left = creat(bt->left);
            bt->right = creat(bt->right);
            return bt;
        }
    }